Aqua regia czyli woda królewska

Dzisiaj czas na jakiś czyn pożyteczny, jak na przykład odkurzenie strony z podręcznika chemii gimnazjum. Owszem, było kiedyś coś takiego… I owszem, łączy się to ze złotem jak najbardziej.

Kiedy jubiler chce sprawdzić próbę nieznanego kawałka złota w pierwszym rzędzie używa “kwasów”. Kropelka kwasu azotowego na kamieniu probierczym odbarwi na przykład niższe próby złota w związku z czym istnieją “kwasy” na poszczególne próby.

Jednak żaden ze znanych w chemii kwasów nie ima się czystego złota. Do ich sprawdzenia potrzebny jest fortel – “kwas” który jest w tym przypadku mieszaniną kwasu azotowego i solnego. Mieszanina ta, w proporcji najczęściej 1:3, jest w stanie metal królów rozpuścić. Nic dziwnego że dawni alchemicy nadali jej odpowiednią nazwę – woda królewska (aqua regia).

Jak to się dzieje że złoto wrzucone do kwasu azotowego pozostaje niezmienione, kwas solny również nie czyni mu żadnej krzywdy, ale mieszanina tych kwasów jest w stanie je rozpuścić?  Trick polega na współdziałaniu dwóch osobnych reakcji chemicznych których produkty reagują ze sobą.

Złoto wrzucone do kwasu azotowego, który jest bardzo silnym utleniaczem, prowadzi do następującej reakcji:

Au (s) + 3 NO3- (aq) + 6 H+ (aq) → Au3+ (aq) + 3 NO2 (g) + 3 H2O (l)

W reakcji tej mikroskopijne ilości złota przejdą do roztworu w postaci dodatnich jonów złota(Au3+). Normalnie reakcja ta przebiega w obie strony – ta sama ilość atomów złota jest wyrywana z kawałka jaka do niego dociera. Praktycznie więc nic się nie dzieje.

Sytuacja zmienia się gdy dodamy do tego kwasu solnego. Mamy wówczas drugą reakcję:

Au3+ (aq) + 4 Cl- (aq) → AuCl4- (aq)

W reakcji tej pochodzące z kwasu solnego jony chloru (Cl-) reagują z obecnymi już wczesniej w roztworze jonami złota tworząc jony chlorku złota (AuCl4-). Chlor więc “wyłapuje” jakby wolne atomy złota powodując to że pierwsza reakcja nie biegnie już w obie strony, lecz tylko w jedną. Coraz to nowe atomy złota są wyrywane z kawałka ale inne nie wracają już do niego z roztworu.

Bardziej skomplikowane ale z natury podobne reakcje wystąpią w przypadku platyny którą woda królewska również jest w stanie rozpuścić.

Mieszając teraz wspomniane dwa kwasy w odpowiednich proporcjach stworzyć więc można inne jubilerskie “kwasy” które pozwolą na identyfikację dalszych prób złota i platyny, od 14 karatów w górę. Chętni do zabawy w jubilera zestaw takich “kwasów”, plus kamień jubilerski, mogą nabyć za paręnaście dolarów w internecie. Kłopot może być jedynie z przesyłką ponieważ unijny socjalizm obrót substancjami żrącymi traktuje na równi niemal z zakupem materiałów radioaktywnych.

————–
w reakcjach powyższych s=oznacza stan stały, aq=w roztworze, g=gaz, l=ciecz

©2010 dwagrosze.com